3 / 16
Исследование эффективности охлаждения резонатора газодинамической системы…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 12·2016 3
Математическая модель.
Математическая модель расчета теп-
лового состояния резонатора ГСВ без проточного охлаждения пред-
ставлена в работе [8]. В настоящей работе рассмотрена ее адаптация
для вынесенного резонатора с внешнем конвективно-радиационным
охлаждением и с внешнем проточным охлаждением.
Для конструктивных схем ГСВ, представленных на рис. 1 и 2,
суммарный тепловой поток
вн
,
q
Σ
направленный от горячих газов
к внутренней поверхности стенки резонатора, состоит из двух ком-
понентов — конвективного
кон. вн
q
и радиационного
рад. вн
q
тепловых
потоков:
вн кон. вн рад. вн
.
q q
q
Σ
=
+
Необходимость учета радиационного теплового потока от горя-
чего газа обусловлена тем, что при горении этанола в воздухе обра-
зуется большое количество паров воды и углекислого газа, являю-
щихся источниками интенсивного излучения.
Следует отметить, что при импульсном режиме работы ГСВ пау-
за характеризуется отсутствием теплового потока к внутренней по-
верхности стенки резонатора.
Алгоритм расчета конвективного и радиационного тепловых по-
токов к внутренней поверхности стенки резонатора подробно рас-
смотрен в работе [8].
Для вынесенного резонатора без наружного проточного охлажде-
ния суммарный тепловой поток
н
,
q
Σ
направленный от наружной по-
верхности резонатора в окружающую среду, состоит из конвектив-
ного (обусловленного естественной конвекцией)
ест
q
и радиационно-
го (обусловленного радиационным излучением в окружающую сре-
ду)
изл
q
тепловых потоков:
н
ест изл
.
q q q
Σ
= +
При этом естественная конвекция описывается уравнением
(
)
ест
0 ст.н 0
,
q
T T
= α −
где
0
α
— коэффициент естественной конвекции, для стандартных
условий принимается равным 50 Вт/(м
2
⋅
К);
ст.н
T
— температура
наружной поверхности стенки резонатора;
0
T
— температура окру-
жающей среды.
Радиационный тепловой поток от стенки при излучении в атмо-
сферу